Планетарный зубчатый редуктор с двухвенцовыми сателлитами
Владельцы патента RU 2719740:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" (RU)
Изобретение относится к машиностроению. Планетарный зубчатый редуктор с двухвенцовыми сателлитами содержит входной вал с шестерней, не менее трех кинематически связанных с входным валом периферийных валов, оси которых параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее, и несущих на себе цилиндрические шестерни, образующие внешнее зацепление с цилиндрическим колесом, имеющим общую ступицу с одним из центральных колес дифференциала и внутреннее зацепление с комбинированным колесом внутреннего зацепления и водило, жестко связанное с центральным выходным валом. Сателлиты дифференциала имеют два венца, один из которых входит во внешнее зацепление с одним из центральных колес дифференциала, а другой - во внутреннее зацепление с комбинированным колесом внутреннего зацепления, при этом дифференциал расположен внутри комбинированного колеса. Обеспечивается уменьшение габаритов и повышение долговечности редуктора. 2 ил.
Изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин, исполнительный орган которых обладает большим приведенным к выходному валу привода моментом инерции и выход на режим которых требует большого пускового вращающего момента, например, таких как приводы барабанов, маховиков и др.
Известен планетарный редуктор по кинематической схеме 3k, содержащий центральный входной вал с солнечным зубчатым колесом, сателлиты, водило и консольный центральный выходной вал, позволяющий получать большие передаточные отношения (Планетарные передачи. Справочник. / Под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева. - Л.: Машиностроение, 1977 - С. 9-15, Табл. 1.1).
Недостатком указанного редуктора является наличие центробежных сил из-за планетарной подвижности сателлитов, водила, осей, получающих вращение от центрального входного (быстроходного) вала, причем, чем выше частота вращения входного вала (приводного двигателя), тем больше центробежные силы.
Известен планетарный зубчатый редуктор по кинематической схеме, описанной в патенте на изобретение (RU 2498128 C1, F16H 37/08, опубл. 10.11.2005 г.), взятый за прототип, содержащий входной вал с шестерней, не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом, оси которых параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее, сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, при этом периферийные валы несут на себе две цилиндрические шестерни, одна из которых образует внешнее зацепление с цилиндрическим колесом, имеющим общую ступицу с одним из центральных колес дифференциала, а другая - с комбинированным колесом внутреннего зацепления, второй венец которого образует внутреннее зацепление с сателлитами дифференциала, представляющими собой цилиндрические зубчатые колеса.
Недостатками указанного редуктора являются повышенные нагрузки на сателлиты, связанные с зацеплением одного зубчатого венца каждого сателлита одновременно с двумя зубчатыми колесами: внутреннего и наружного зацеплений. Указанное обстоятельство приводит к значительно более низкому ресурсу сателлитов по сравнению с ресурсом других, входящих в редуктор, зубчатых колес.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение долговечности при сохранении таких преимуществ, как уменьшение его габаритов за счет введения звена внутренней обратной связи в устройство редуктора и снижение влияния центробежных сил на приведенный к выходному валу редуктора момент инерции.
Технический результат достигается тем, что планетарном зубчатом редукторе с двухвенцовыми сателлитами, содержащем входной вал с шестерней, не менее трех кинематически связанных с входным валом периферийных валов, оси которых параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее, и несущих на себе цилиндрические шестерни, образующие внешнее зацепление с цилиндрическим колесом, имеющим общую ступицу с одним из центральных колес дифференциала и внутреннее зацепление с комбинированным колесом внутреннего зацепления и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, при этом сателлиты дифференциала имеют два венца, один из которых входит во внешнее зацепление с одним из центральных колес дифференциала, а другой - во внутреннее зацепление с комбинированным колесом внутреннего зацепления, при этом дифференциал расположен внутри комбинированного колеса.
Изобретение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - кинематическая схема планетарного зубчатого редуктора с двухвенцовыми сателлитами;
Фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Планетарный зубчатый редуктор с двухвенцовыми сателлитами содержит входной вал (1) с шестерней (2), входящей в зацепление с зубчатыми колесами (3, 4, 5), три периферийных вала (6, 7, 8), несущих цилиндрические шестерни (9, 10, 11), комбинированное колесо внутреннего зацепления (13) и цилиндрический дифференциал, который расположен внутри комбинированного колеса (13). Венец (12) комбинированного колеса внутреннего зацепления (13) образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями (9, 10, 11), которые образуют внешнее зацепление с цилиндрическим зубчатым колесом (21), имеющим общую ступицу с цилиндрическим колесом (20) дифференциала. Венец (25) комбинированного колеса внутреннего зацепления (13) образует внутреннее зацепление с венцами (17, 18, 19) сателлитов (14, 15, 16) дифференциала, а вторые венцы (17, 18, 19) сателлитов входят в зацепление с зубчатым колесом (20), имеющим общую ступицу с колесом (21). Водило (26) дифференциала жестко связано с центральным выходным валом (27). Оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала (27) и равноудалены от нее. Планетарный зубчатый редуктор с двухвенцовыми сателлитами работает следующим образом.
Вращение от входного вала 1 через сменные зубчатые колеса 3, 4, 5 параллельными потоками передается на цилиндрические шестерни 9, 10, 11. Поскольку они находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 21 и с венцом 12 комбинированного колеса внутреннего зацепления, то вращение передается и на центральное колесо 20, имеющее общую ступицу с цилиндрическим колесом 21 и входящее в зацепление с венцами 17, 18, 19 сателлитов, и на сателлиты 14, 15, 16 дифференциала, имеющие зубчатое зацепление с венцом 25 комбинированного колеса, но с разными передаточными числами (частотами вращения). От водила 26 дифференциала вращение передается на центральный выходной вал 27 редуктора.
В связи с присутствием положительной обратной связи на цилиндрических шестернях 9, 10, 11 происходит суммирование вращающих моментов периферийных валов 6, 7, 8 и момента комбинированного колеса внутреннего зацепления 13, поэтому одновременно с редукцией частоты вращения соответственно возрастает вращающий момент на центральном выходном валу 27 редуктора.
Сменные зубчатые колеса 3, 4, 5 служат для повышения или корректировки передаточных отношений.
Изобретение обеспечивает снижение, по сравнению с редукторами по развернутой схеме, габаритных размеров привода, позволяет получить большой диапазон передаточных чисел и снизить приведенный к входному валу момент инерции.
Планетарный зубчатый редуктор с двухвенцовыми сателлитами, содержащий входной вал с шестерней, не менее трех кинематически связанных с входным валом периферийных валов, оси которых параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее, и несущих на себе цилиндрические шестерни, образующие внешнее зацепление с цилиндрическим колесом, имеющим общую ступицу с одним из центральных колес дифференциала и внутреннее зацепление с комбинированным колесом внутреннего зацепления и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, отличающийся тем, что сателлиты дифференциала имеют два венца, один из которых входит во внешнее зацепление с одним из центральных колес дифференциала, а другой - во внутреннее зацепление с комбинированным колесом внутреннего зацепления, при этом дифференциал расположен внутри комбинированного колеса.
